De nouveaux instruments explorent le rôle des aérosols organiques
De par leur composition, les aérosols organiques ont un impact important sur les caractéristiques chimiques et physiques de l'atmosphère. Issus de sources naturelles ou fabriqués par l'homme, ils interviennent dans la condensation des nuages, la formation nucléique de la glace, ainsi qu'au niveau de la chimie des interfaces. Ils peuvent aussi propager et absorber les rayonnements incidents. Malgré leur omniprésence et leur importance dans l'environnement, les aérosols organiques restent méconnus. C'est la raison pour laquelle le projet BBOT (Characterizing the phase transitions of single organic aerosols in an optical trap) a cherché à développer un nouvel instrument permettant de comprendre le comportement des aérosols au niveau de la particule (600 à 5 000 nm) ainsi que son influence sur différents processus atmosphériques. Les partenaires du projet ont créé un instrument pouvant reproduire les températures de la troposphère et de la stratosphère, soit 228 K (-50 °C). Il a permis d'explorer les transformations en phase d'aérosol subies par une particule unique d'aérosol et combiné un piège optique constitué de deux faisceaux de Bessel à propagation inverse (CPBB), un système d'humidité relative (HR) et de contrôle de la température. Les chercheurs ont procédé à des tests de validation de concept, et plusieurs substances de test ont été congelées: de l'eau et des hydrocarbures à longues chaînes. Des chercheurs ont conduit la première étude sur le processus de congélation des gouttelettes submicrométriques en suspension dans l'air en utilisant des techniques de piégeage optique, y compris des gouttelettes d'eau surfondues à 228° K. Ils ont aussi étudié le comportement de gouttelettes d'aérosol organique (saccharose) et les conditions dans lesquelles elles entraînent la formation de glace à la température de la pièce. De plus, les explorations sur la congélation d'hydrocarbures aliphatiques à longues chaînes et la réponse des aérosols organiques ultra-visqueuses aux changements en termes d'humidité relative ambiante ont permis de comprendre le comportement des aérosols dans l'atmosphère. Les résultats révèlent l'existence d'un lien dans le mécanisme de nucléation entre la longueur de la chaîne et la dépendance vis à vis de la température. BBOT offrira une meilleure compréhension aux effets indirects des aérosols et leur impact sur le réchauffement planétaire en offrant des données sur le développement de modèles climatiques plus précis, pour ainsi améliorer les capacités de prévisibilité météorologique. Les résultats seront également utilisés pour informer les politiques scientifiques.
Mots‑clés
Aérosols organiques, BBOT, piège optique, faisceaux de Bessel à propagation inverse, humidité relative, contrôle des températures, formation de verre, hydrocarbures aliphatiques à longues chaînes, nucléation
